Mensuração da ocupação da área urbana por meio de ferramenta do sistema de
informação geográfica (SIG): um estudo em Sinop-MT
Measurement of the occupation of the urban area by means of a tool of the geographic
information system (GIS): a study in Sinop-MT
Arnaldo Taveira Chioveto 1, Luis Antônio S. Ohira 2 Resumo:
Este artigo tem como objetivo identificar a dimensão do desflorestamento no perímetro urbano do município de Sinop-MT nos anos de 2001, 2007 e 2014. Para o alcance deste, foi utilizado como metodologia o sensoriamento remoto disponível no software de SIG (Sistema de Informação Geográfica), em particular, com uso de imagens do Satélite Landsat 5 e Landsat 8. Após a aplicação do método máxima verossimilhança, os resultados foram apresentados em tabelas, mapas e imagens. Observou-se que o período de maior desflorestamento ocorreu entre os anos 2001 a 2007, quando a variação do desflorestamento chega a 54,68%. Contudo, no período de 2007 a 2014 há uma sensível diminuição na área desflorestada (6,82%), fato se contrapondo com o volume de área verde do município em seu perímetro urbano, que neste último período, cresceu, 5,58% (de 18,15% em 2007, para 23,73% em 2014). Este fato ressalta uma mudança de comportamento na abertura de áreas para o uso do solo deste perímetro urbano.
Palavras-chave: Desfloretamento; perímetro urbano; Sistema de Informação Geográfica ; Sinop/MT.
Abstract:
This article aims to identify the extent of deforestation in the urban area of the municipality of Sinop-MT in 2001, 2007 and 2014. To achieve this, was used as methodology the remote sensing in software available in GIS (Geographic Information ), in particular, using images of Landsat 5 and Landsat 8. After the application of the method maximum-likelihood, the results were presented in tables, maps and pictures. It was observed that the period of greatest deforestation occurred between the years 2001 to 2007, when the variation of deforestation reaches 54.68%. However, in the period 2007 to 2014 there is a noticeable decrease in the deforested area (6.82%), in contrast with the fact the amount of green area of the city in its urban perimeter, which in the latter period, grew 5.58% (of 18.15% in 2007 to 23.73% in 2014). This fact highlights a change in behavior at the opening of areas for land use in this urban area.
Keywords: Deforestation; Urban area; Geographic Information System; Sinop/MT.
1 Introdução
Desflorestamento é descrito pelo INPE (2000) no Programa de Cálculo do Desflorestamento da Amazônia (PRODES), como “...a conversão de áreas de fisionomia florestal primária por ações antropogênicas, para desenvolvimento de atividades agrosilvopastoris, detectada a partir de plataformas orbitais”.
Observando o conceito, este trabalho busca analisar a evolução do desflorestamento no perímetro urbano no município de Sinop no estado de Mato Grosso, utilizando imagens de satélite nos anos de 2001, 2007 e 2014. A princípio, a evolução do desflorestamento deu-se devido ao estimulo à expansão agrícola e da urbanização do município por parte do governo federal, que a partir do final do século XX com o favorecimento para abertura de áreas juntamente com incentivo econômico brasileiro favorecido pela expansão econômica mundial, houve no Mato Grosso uma maior ocupação regional, segundo Orlandi et al (2011).
O crescimento ocupacional e consequentemente a
urbanização dos municípios são fatores que contribuíram para contínuas divisões territoriais, originando dezenas de munícipios entre o período de 1970 a 2000. Neste aspecto, o Mato Grosso é composto por 141 municípios, cuja atual organização político-administrativa foi definida em 1977. (HIGA, 2005).
Com a reordenação do território em municípios, alguns cresceram com mais intensidade que outros, em detrimento de alguns fatores, como a localização geográfica e a via modal de transporte e escoamento, como mencionam Higa (2005) e Orlandi et al (2011), o que favoreceu a inclusão deste município no rol dos que mais cresceram. Neste cenário, se posta o município de Sinop, localizado na mesorregião norte mato-grossense, localizando-se como o primeiro município inserido no bioma Amazônia seguindo a BR-163.
Neste contexto, existe o município de Sinop cujo crescimento conta com outros fatores que colaboraram para sua inserção no cenário regional, tais como: a oportunidade de renda à população, por meio do comércio de madeira; a intensificação da pecuária que se apresenta concomitantemente com a necessidade de produção de alimentos no país, a oferta de uma infraestrutura urbana (educação, saúde e serviços públicos) para atender as demandas regionais, como já apontado por Orlandi e Ferrera de Lima (2011), estes fatores colaboraram como alguns dos fatores
1 Arnaldo Taveira Chioveto. Universidade Estadual do Mato
Grosso, Sinop, Brasil. Email: arnaldotc@hotmail.com
2 Esp. Luis Antônio S. Ohira. Universidade Estadual do Mato
estimuladores do desflorestamento do municípios de Sinop e do estado de Mato Grosso, iniciados em meados do século XX.
Nesta época, a preservação do meio ambiente não era uma questão com relevante consciência, fato que contribuiu a velocidade do desflorestamento favorecida por meio dos estímulos da economia. Portanto, os estímulos que corroboraram com o desflorestamento foram: melhoria no sistema viário estadual, o que viabilizou a interiorização da população; a intensificação das atividades agropecuárias e a consequente expansão de infraestrutura física e social; melhorias gradativas e significativas nas condições de qualidade de vida, saúde, saneamento, educação, trabalho e renda da população (ORLANDI et al, 2011, p. 4).
Segundo Higa (2005), ao considerar a ocupação e urbanização do território da região norte mato-grossense inserida no bioma Amazônia e consequente de Sinop, trouxe consigo consequências de impactos para esta ocupação do solo, onde se chocam as interações entre homem e natureza, potencializando efeitos no clima, vegetação, hidrografia e solo desta parte do Brasil. Este choque entre o ambiente natural e o homem se dá com maior intensidade por ser esta região uma das últimas fronteiras novas agropecuárias do Brasil. Esta característica locacional favorece a criação de políticas de desenvolvimento nacional que perpassa as discussões sobre a preservação ambiental deste território, mesmo tendo pressões externas para a manutenção do ambiente natural. Este fato é evidenciado por Maitelli (2005a), que pontua a contradição desta ocupação. De um lado a preservação se coloca por pressões externas e, de outro, o interesse nacional em transformar os municípios em produtores agropecuários, favorecidos pelas extensas áreas agricultáveis de Mato Grosso.
Mas, mesmo estando em constante disputa entre esses dois lados, o estado de Mato Grosso e seus municípios se postam no cenário nacional com relevância no tocante a nova fronteira agropecuária do país.
Por estes motivos, a importância deste trabalho se dá no acompanhamento da evolução do desflorestamento na área urbana do município de Sinop-MT, quando comparado a cobertura de áreas verdes originais no perímetro limitante pelo plano diretor.
Considerando que o município se localiza integralmente no bioma Amazônia, esta sua localização e o desflorestamento sofrido pela mesma pode influenciar nas alterações ambientais da região, onde os efeitos destas alterações podem colaborar com a mudança no clima e no período e intensidade de chuvas sobrepesando os limites do meio ambiente regional (CORREIA et al, 2007).
Esta mesma visão é referendada por Fisch, Marengo e Nobre (1996), apresentando que o acréscimo de desflorestamento em áreas antes cobertas por vegetação de floresta torna-se provável a ocorrência da diminuição de umidade do ambiente estudado, estes podendo influir em curto espaço de tempo nas reações da natureza de ordem climática dentro do município.
Portanto, ao identificar o desflorestamento ocorrido nos períodos, este se justifica quando da abertura de áreas para a ocupação humana e consequente uso do solo para a manutenção do indivíduo neste espaço. Contudo, a partir deste momento, a urbanização dos municípios deve dar conta de uma nova realidade, esta pautada no princípio da qualidade de vida de sua população, onde a manutenção do ambiente natural é uma das bases do tripé sustentável: o homem, a economia e o ambiente.
2 Revisão teórica
Este capítulo apresenta os temas que referendam o estudo tratado neste trabalho, descrevendo a caracterização sócio econômica do município Sinop-MT; a caracterização ambiental do município Sinop-MT; a ferramenta sensoriamento remoto; e a fonte de imagens provenientes satélites Landsat.
2.1 Caracterização sócio econômico do município
Sinop-MT
A partir de 1940, inicia-se a ampliação da fronteira agrícola, apresentando como atratividade a “disponibilidade de terras, custos baixos de produção pecuária e o preço acessível dos terrenos, estimulando as migrações, principalmente do Sul e Sudeste do Brasil” (ORLANDI e FERREIRA DE LIMA, 2011, p.2). Ainda, Orlandi e Ferreira de Lima (2011) expressam que nesta marcha para a interiorização no Estado, o uso de novas tecnologias para ampliação da escala de produção para comercialização, as mudanças de gestão e inserção de novos produtos, solidifica a incorporação de novas áreas ao sistema produtivo mundial, redesenhando a mudança da lógica espacial preexistente, e contribuindo no novo perfil de exploração econômica e ocupação do espaço resultando em impactos na fragmentação do território do Estado.
Segundo Higa (2005) ocorre em 1977, a divisão do território do Estado de Mato Grosso e a criação do Estado de Mato Grosso do Sul. Com este novo formato, o Mato Grosso passou a ter 38 municípios em uma área de 903.357,908 km² (IBGE, 2014a). Após diversas divisões territoriais, ocorridas ao longo do tempo em 2007 o estado de Mato Grosso contava com uma composição que se mantém até o presente de 141 municípios (SEPLAN-MT, 2009).
Com as políticas federais de reterritorialização a colonização e a expansão para a ocupação dos “espaços vazios” do Centro-Oeste, trouxeram para o Mato Grosso os produtores agrícolas do Sudeste e Sul do Brasil, motivando a criação do município de Sinop (OLIVEIRA; BORBA; ORLANDI, 2010).
Este município está localizado no Bioma da Amazônia, tendo sua extensão territorial de 3.942,22 km2, na interseção das coordenadas geográficas 11º52’21” latitude sul e 55º32’07” longitude oeste, possuindo em suas confrontações os municípios de Santa Carmem, Vera, Sorriso, Tapurah, Itaúba e Cláudia. Distante 503 Km de Cuiabá, capital do Estado, o município está a 345 m de altitude referente ao nível do mar (SANTOS, 2005). Sua origem inicia-se com a colonização em 1971 pelo Sr. Enio Pipino, representante da Sociedade Imobiliária do Noroeste do Paraná, a qual originou o nome do município de SINOP, o distrito tem sua fundação a partir da Lei Estadual nº 3754 em 29 de junho de 1976. Sua emancipação ocorreu em 17 de dezembro de 1979 através da Lei Estadual nº 4156, sendo assim desmembrada do município de Chapada dos Guimarães, do qual era distrito desde 1976. (IBGE, 2014b)
A partir do século XXI, com algumas melhorias na infraestrutura básica para a população promove-se o adensamento populacional no município de Sinop, no qual vem se tornar referência aglomerando um grande número de atividades econômicas, colaborando com a melhoria de trabalho e renda à população.
educação, colaboraram para o município de Sinop transformar-se em polo regional de serviços especializados.
Observa-se na Tabela 1 que o crescimento entre os anos de 1991 e 2010 diretamente chega a 194,68%, sendo a população em 1991 de 38.374 habitantes; no ano de 1996 de 53.959 habitantes; em 2000 uma população de 74.831 habitantes; no ano de 2007 de 105.762 e no Censo de 2010, a quantidade de 113.082 habitantes, tem uma taxa por volta dos 40% entre décadas (IBGE, 2014b).
Tabela 1 - Crescimento populacional de Sinop-MT – 1991 a 2010
Ano 1991 1996 2000 2007 2010
População 38.374 53.959 74.831 105.762 113.082
Taxa de
Crescimento - 40,61% 38,68% 41,33% 6,92%
Fonte: IBGE (2011), Adaptado pelo autor.
A Tabela 1 reforça a estimativa projetada por Cunha e Neto (2005) indicada no Quadro 1 que apresenta as Hipóteses de Crescimento da População Urbana de Sinop-MT para um período de 20 anos. No entanto, este quadro revela um desacordo quanto aos valores populacionais, embora possa ser utilizada como orientação no indicativo do crescimento do município.
Quadro 1 - Hipóteses de Crescimento da População Urbana de Sinop-MT. Fonte: Cunha e Neto (2005, fl.1.9)
Segundo Cunha e Neto (2005), se observa que sua estimativa da velocidade da expansão urbana e seu crescimento populacional viriam requerer grandes investimentos em infraestrutura para atender as necessidades populacionais sendo: Saúde; Educação; Energia elétrica; Agua encanada e; Saneamento alguns exemplos dessas necessidades de infraestrutura urbana. O crescimento e o adensamento populacional na área urbana no município de Sinop fortalecido pela atração das atividades econômicas geradoras de trabalho e renda, aumenta consideravelmente na primeira década do século XXI, podendo estes fatores influenciar aspectos ambientais urbanos (MAITELLI, 2005).
2.2 Caracterização ambiental do município Sinop-MT
Maitelli (2005) descreve que fatores influenciantes nos aspectos ambientais relacionados a mudança do espaço com o aumento das áreas desflorestadas no municipio de Sinop-MT começam a se acentuar repercutindo na possibilidade de impactar no clima e na necessidade de aumento do volume de água do município.
Segundo a CAMARA MUNICIPAL DE SINOP (2014), “O Município de Sinop é banhado por vários rios e riachos que fazem parte da Bacia Amazônica. O principal rio que banha Sinop é o rio Teles Pires. Outros rios que banham o Município são: Kaiaby, Azul, Preto, Curupy, Roquete.” Prefeitura Municipal (2011) expressa que o município também possui outros recursos hídricos naturais compondo uma rede fluvial, além de ser banhado por vários rios e riachos que participam da Bacia Amazônica. O entorno hidrográfico do município de Sinop pode ser observado na Figura 1.
Figura 1 - Contorno hidrográfico do município de Sinop-MT Fonte: Prefeitura Municipal (2011)
CUNHA e NETO (2005) apresentam no Quadro 2 a quantificação estimada da necessidade de água baseado na projeção do consumo de água da cidade de Sinop.
Quadro 2 - Projeções de Consumo de Água de Sinop-MT. Fonte: Cunha e Neto (2005, p.31)
dos poços, a água potável na zona urbana do município pode sofrer um alto grau de contaminação, haja vista que, a maior parte deles localizam-se em lotes urbanos circunvizinhos de residências que na maioria das vezes não possuem sistema de coleta de esgoto, podendo esta situação originar a contaminação do lençol freático (CUNHA e NETO, 2005).
A quantidade dos poços artesianos, sua localização, capacidade de vazão e condição averiguada no ano de 2005 pode ser observada no Quadro 3.
Quadro 3 - Poços Artesianos em Sinop-MT Fonte: Cunha e Neto (2005, p.32)
Cunha e Neto (2005, p.14), aponta que devido a sua disponibilização geotécnica e topográfica, o município de Sinop, tem certa vantagem na captação de água, ao descrever que: “A disponibilidade hídrica superficial, bem como a qualidade da água são excelentes, na região da sede municipal de Sinop. Os padrões de qualidade das águas refletem os efeitos dos usos urbanos e do solo existentes. As fragilidades do meio físico são dadas pela alta predisposição à erosão concentrada, com registro de processos emergentes relacionados a implantação de obras viárias, e à suscetibilidade a inundações periódicas das planícies dos rios Teles Pires e Celeste.”
Apesar do Plano Diretor do município de Sinop (Lei Complementar Nº 029/2006) que teve sua aprovação no dia 18 de dezembro de 2006, o município não contempla o Plano Diretor Ambiental (PDA). Desta forma, não é possível observar uma reorientação na continuidade ou na mudança da forma de captação de água dos recursos hídricos, a fim de suprir a demanda da área urbana do município.
MAITELLI (2005, p. 240) relata que a mudança climática já foi comprovada em “escala local nas áreas urbanas e em escala regional nas áreas vegetadas”. Diante do novo cenário, tem se desenvolvido novos estudos na Floresta Amazônica buscando compreender quais as interações entre a vegetação e a atmosfera. O porte e a densidade das árvores existentes na ocupação territorial servem como hipótese de suas influencias no clima regional e do planeta.
Na Figura 2 é apresentada a abrangência dos biomas Amazônia, Cerrado e Pantanal no Estado de Mato Grosso, sendo ainda representada a localização dos municípios com estação meteorológica, o município do objeto de estudo e as delimitações das microrregiões do Estado.
Figura 2 – Mapa de localização dos municípios com estação
meteorológica. Fonte: Elaborado pelo autor
Com observação na Figura 2, neste trabalho assumiu-se para o município de Sinop a estação meteorológica do município de Vera para representa-lo na Tabela 2, onde é descrita a temperatura média da região. Pode ainda se observar a pouca variação da temperatura média na região do município de Sinop-MT, onde prevalecia a mata virgem, haja vista que nesta época a ocupação do território ainda não era efetivada pelo processo de migração.
Tabela 2 - Temperatura média em Graus Celsius nas estações meteorológicas de Cáceres, Vera, Cuiabá e Diamantino,
MT/1961-1990.
Mun.
°C J F M A M J J A S O N D Ano
Cáceres 26,4 26,3 26,5 26,8 25,0 21,8 21,6 22,9 24,8 27,0 26,7 26,5 25,2
Vera 24,3 24,4 24,2 24,5 23,9 22,4 21,9 23,2 24,2 25,0 24,8 24,8 24,4
Cuiabá 26,7 25,3 26,5 26,1 24,6 23,5 22,0 24,7 26,6 27,4 27,2 26,6 25,6 Diamanti
no 24,0 27,0 24,3 27,7 24,4 25,4 24,5 24,7 25,3 24,5 25,0 25,5 25,2 Fonte: SEPLAN-MT (2001), Adaptado pelo autor.
No início da década de 90, devido a incentivos de políticas públicas parte da mata virgem dá espaço ao desflorestamento. O limite de desflorestamento autorizado pela Lei Federal 4.771, sancionada em 15 de setembro de 1965 (Figura 3), limitava as áreas no percentual de 50% da vegetação de cada propriedade na Amazônia e 20% nas demais regiões do país. (SOS FLORESTAS, 2011).
Ainda, como característica de sua localização o município de Sinop se encontra no corredor viário da BR 163, sendo esta rodovia de gestão federal uma importante via de transporte de pessoas e mercadorias entre o sul e o norte do Estado.
Figura 3 – Mapa de localização do município de Sinop-MT. Fonte: Elaborado pelo autor
Trinta anos depois, o Brasil registrou o maior índice de desflorestamento na Amazônia. Preocupado com a devastação galopante, o então presidente Fernando Henrique Cardoso editou, em 1996, a Medida Provisória (MP) 1.511, ampliando as restrições de desflorestamento da floresta amazônica. A MP aumentou a reserva legal nas áreas de floresta para 80%, mas no Cerrado dentro da Amazônia Legal, reduziu de 50% para 35% (SOS FLORESTAS, 2011, p.6).
Em 2001, através da Medida Provisória nº 2.166-67, de 2001, art. 1°, parágrafo VI, é incluído no texto sendo a delimitação da área Amazônia Legal: os Estados do Acre, Pará, Amazonas, Roraima, Rondônia, Amapá e Mato Grosso e as regiões situadas ao norte do paralelo 13o S, dos Estados de Tocantins e Goiás, e ao oeste do meridiano de 44o W, do Estado do Maranhão (MP 2.166-67, 2001).
Dentre outras características do município, a zona urbana de Sinop apresenta uma topografia plana de baixa variação altimétrica, e o solo é caracterizado por uma textura arenosa classificando-o como Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico (EMBRAPA, 1999).
Segundo GARCIA (2006, p.21) o clima de Sinop “Apresenta dois períodos, sendo que, no período distinto, seco que vai de abril a setembro”, e úmido de outubro a abril, possuindo uma precipitação anual média por volta de 1.421 mm, tendo seu cume nos meses de dezembro, janeiro e fevereiro. “A temperatura média anual é de 25,6 °C, ocorrendo em outubro a média mensal mais elevada (27,2 °C) e, em julho, a menor (22,8 °C).” (SILVA et al, 2008, p.2137)
2.3 Sensoriamento remoto
O termo Sensoriamento Remoto - SR surge na década de 1960 dentro da literatura científica onde exprimia a ideia da captura de informações de objetos sem o contato físico. A partir daí esta denominação vem abrigando tecnologia e convergindo linhas de estudo de diversos campos como da física a botânica, e da engenharia eletrônica até a cartografia. Embora o termo SR seja intimamente ligado a fotografias e às pesquisas espaciais (DE MORAES NOVO e PONZONI, 2001).
O rápido desenvolvimento do SR deu-se pelo impulso dos avanços nos métodos de observação do planeta terra que buscava a agilidade no monitoramento dos fenômenos dinâmicos e das mudanças das feições terrestres. Assim, podemos entender o Sensoriamento Remoto como uma ciência que procura atender a obtenção de imagens da superfície terrestre por meio da detecção e medição
quantitativa das respostas das interações da radiação eletromagnética com os materiais terrestres (MENESES, 2012).
Meneses (2012, p.3) ainda expõe que A condição principal imposta por essa definição clássica, que é o sensor estar a uma distância remota do objeto, estabelece a base para definir o sensoriamento remoto numa concepção um pouco mais científica, que é regida segundo os seguintes preceitos: i) exigência: ausência de matéria no espaço entre o objeto e o sensor; ii) consequência: a informação do objeto é possível de ser transportada pelo espaço vazio; iii) processo: o elo de comunicação entre o objeto e o sensor é a radiação eletromagnética, a única forma de energia capaz de se transportar pelo espaço.
Cada alvo terrestre faz que cada variável de sua composição tenha seu próprio espectro causando então uma assinatura própria definida como assinatura espectral. Desta forma, cada alvo reflete ou absorve cada uma das faixas do espectro da luz incidente de forma diferente, conforme mostrado na Figura 4 onde se observa o comprimento das ondas das assinaturas espectrais das imagens capturadas pelo sensor versus o percentual de refletância do alvo.
Figura 4 - Gráfico do comprimento de onda X % de refletância de alguns alvos. Fonte: Figueiredo (2005, p.7)
precisão, tanto de imagens quanto de mapas, está na declaração da porcentagem da área de mapa que foi corretamente classificada quando comparada com dados de referência ou "verdade de campo", denominada Exatidão Global.
Esta declaração normalmente é derivada de uma contraparte da classificação correta gerada por amostragem dos dados classificados, e expressa na forma de matriz de erro, algumas vezes denominada de matriz de confusão ou tabela de contingência. Jensen (1986) sugeriu que a análise comparativa da precisão específica local, através da matriz de erro, pode fornecer métodos mais eficientes para comparar a precisão de mapeamentos de uso da terra que uma simples comparação de precisão através de uma estimação global.
2.4 Satélites Landsat
O programa Landsat oferece um grande registro continuado da superfície da Terra fornecendo imagens valiosas para estudos científicos de nosso planeta. Desde o início da década de 1970, os satélites do programa Landsat tem continuamente e consistentemente arquivado imagens da Terra, este arquivo de dados incomparável oferta aos cientistas a capacidade de avaliar as mudanças na paisagem da Terra.
Por mais de 40 anos, o programa Landsat recolheu informações espectrais da superfície da Terra, a criação de um arquivo histórico incomparável em termos de qualidade, detalhe, cobertura e duração.
Sensores do Landsat tem uma resolução espacial moderada. Você não pode ver casas individuais de uma imagem de satélite Landsat, mas você pode ver grandes objetos feitos pelo homem, tais como rodovias. Esta é uma importante resolução espacial, porque é grossa o suficiente para uma cobertura global, ainda detalhado o suficiente para caracterizar processos em escala humana, tais como o crescimento urbano. (USGS, 2014, tradução nossa)A National Aeronautics and Space Administration (Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço) dos Estados Unidos (NASA) lançou em 01 de março de 1984 o satélite LANDSAT 5, este levou o Sistema de Scanner Multiespectral (MSS) e o instrumento de mapeamento temático - Thematic Mapper (TM). Após vinte e sete anos de vida útil planejada, o instrumento TM do satélite LANDSAT 5 ainda está em operação. Os dados são regularmente adquiridos nas estações dos EUA.
Em 11 de fevereiro de 2013 a NASA faz o lançamento do LANDSAT 8, todavia somente em 30 de maio de 2013, a mesma agência começou oficialmente as operações normais com o Landsat 8, quando a liderança de operações de satélites da NASA foi transferida para o Serviço Geológico dos EUA. Com a troca, o nome do satélite mudou da Missão de Continuidade de dados Landsat 7 para Landsat 8 (NASA, 2013).
Na Figura 5 são apresentados os comprimentos das ondas em nanômetro e o percentual de transmissão atmosférica das ondas, pelas bandas das imagens capturadas pelos satélites Landsat 7 e Landsat 8. Assim, torna-se possível fazer uma comparação das bandas equivalentes a ambos satélites, haja vista o aumento de 8 bandas para 11 bandas no satélite Landsat 8.
Figura 5 - Intervalo do comprimento de ondas das bandas dos satélites. Fonte: NASA (2013)
Em novembro de 2005, LANDSAT 5 TM teve suas operações suspensas após problemas com o painel solar, que deixou o satélite incapaz de carregar sua on-board das baterias. Trabalhando juntos, USGS e engenheiros da NASA foram capazes de conceber um novo método de operações de painel solar. E em 30 de janeiro de 2006 LANDSAT 5 retomou as operações normais. No Quadro 4 são apresentadas as características dos satélites que originaram as fotos imagens para as análises, como: Nome do satélite; Sensores; Resolução espacial; Bandas espectrais e Comprimentos das ondas.
Quadro 4 - Características dos Satélites LANDSAT 5 e LANSAT8
SATELI
TE SENSOR
RESOLU ÇÃO
PIXEL BANDA ESPECTRAL
Comp. da onda
LANDSA T 5
Themati c Mapper -
TM Multi-Spectral Scanner - MSS
30 m
(B1) AZUL (0,45 - 0,52)
µm
(B2) VERDE (0,52 - 0,60)
µm
(B3) VERMELHO (0,63 - 0,69)
µm (B4) INFRAVERMELHO PRÓXIMO
(0,76 - 0,90)
µm (B5) INFRAVERMELHO MÉDIO
(1,55 - 1,75)
µm
60 m (B6) INFRAVERMELHO TERMAL (10,4 - 12,5) µm
30 m (B7) INFRAVERMELHO MÉDIO (2,08 - 2,35) µm
LANDSA T 8
Operaci onal Terra Imager
(OLI) e Thermal Infrared Sensor (TIRS)
30 m Band 1 - Coastal / Aerosol 0.433 - 0.453 µm
30 m Band 2 - Blue 0.450 - 0.515
µm
30 m Band 3 - Green 0.525 - 0.600
µm
30 m Band 4 - Red 0.630 - 0.680
µm
30 m Band 5 - Near Infrared 0.845 - 0.885
µm
30 m Band 6 - Short Wavelength Infrared 1.560 - 1.660 µm
30 m Band 7 - Short Wavelength Infrared 2.100 - 2.300 µm
15 m Band 8 - Panchromatic 0.500 - 0.680
30 m Band 9 - Cirrus 1.360 - 1.390 µm Fonte: EMBRAPA (2009), NASA (2013), Adaptado pelo autor.
Na Tabela 3 são apresentadas as principais características e aplicações das bandas servindo de orientação nas escolhas das Bandas Espectrais dos Satélites LANDSAT para a composição de uma imagem. As diferentes composições físico-químicas dos objetos ou feições terrestres são determinantes para as escolhas com que se relacionam o intervalo espectral dos comprimentos das ondas.
Tabela 3 – Tipos de aplicações das Bandas Espectrais
Banda espectral Intervalo (µm)
Principais características e aplicações das bandas TM do satélite
LANDSAT
1 (0,45 - 0,52)
Apresenta grande penetração em corpos de água, com elevada transparência, permitindo estudos batimétricos. Sofre absorção pela clorofila e pigmentos fotossintéticos auxiliares (carotenóides). Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial. Pode apresentar atenuação pela atmosfera.
2 (0,52 - 0,60)
Apresenta grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em termos de quantidade e qualidade. Boa penetração em corpos de água.
3 (0,63 - 0,69)
A vegetação verde, densa e uniforme, apresenta grande absorção, ficando escura, permitindo bom contraste entre as áreas ocupadas com vegetação (ex.: solo exposto, estradas e áreas urbanas).
Apresenta bom contraste entre
diferentes tipos de cobertura vegetal (ex.: campo, cerrado e floresta). Permite análise da vanação litológica em regiões com pouca cobertura vegetal. Permite o mapeamento da drenagem através da visualização da mata galeria e entalhe dos cursos dos rios em regiões com pouca cobertura vegetal. É a banda mais utilizada para delimitar a mancha urbana, incluindo identificação de novos loteamentos. Permite a identificação de áreas agrícolas.
4 (0,76 - 0,90)
Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros, permitindo o mapeamento da rede de drenagem e delineamento de corpos de água. A vegetação verde, densa e uniforme, reflete muita energia nesta banda, aparecendo bem clara nas imagens. Apresenta sensibilidade à rugosidade da copa das florestas
(dossel florestal). Apresenta
sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo a obtenção de informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Serve para análise e mapeamento de feições geológicas e estruturais. Serve para separar e mapear áreas ocupadas com pinus e eucalipto. Serve para mapear áreas ocupadas com vegetação que foram queimadas. Permite a visualização de áreas ocupadas com macrófitas aquáticas (ex.: aguapé). Permite a identificação de áreas agrícolas.
5 (1,55 - 1,75)
Apresenta sensibilidade ao teor de umidade das plantas, servindo para
observar estresse na vegetação,
causado por desequilíbrio hídrico. Esta
banda sofre perturbações em caso de ocorrer excesso de chuva antes da obtenção da cena pelo satélite.
6 (10,4 - 12,5)
Apresenta sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, solos, vegetação e água.
7 (2,08 - 2,35)
Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo obter informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Esta banda serve para identificar
minerais com íons hidroxilas.
Potencialmente favorável à
discriminação de produtos de alteração hidrotermal.
Fonte: ENGESAT (2014)
3 Materiais e métodos
3.1 Procedimentos metodológicos
Para a realização do estudo utilizou-se imagens do satélite LANDSAT 5 e LANDSAT 8, e uso do software livre Quantum Gis para manipulação das imagens, obtenção de mapas e extração de áreas.
Considerando que a georreferenciamento não influencia na mensuração das áreas de desflorestamento, as composições das imagens não terão seus registros refeitos, e as imagens utilizadas foram adquiridas pela disponibilização da agência espacial NASA dos Estados Unidos da América.
O balizamento do perímetro da área urbana do munícipio tem seus caminhamentos fornecidos pelo Plano Diretor do munícipio de Sinop-MT.
3.2 Material e métodos
As imagens dos satélites de órbita 226 e ponto 068 do LANDSAT 5 para os anos 2001, 2007 e LANDSAT 8, parao ano 2014, foram adquiridas pela National Aeronautics and Space Administration (Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço) dos Estados Unidos (NASA) e do instituto de Pesquisa Geológica dos Estados Unidos - United States Geological Survey (USGS).
Para as composições das imagens dos satélites Landsat 5 e Landsat 8, de resolução espacial de 30m, nas cores em RGB com o uso do software Quantum Gis compôs-se as bandas 5, 4, 3 para o Landsat 5, e 6,5, 4 para o satélite Landsat 8. As bandas escolhidas foram por opção dado ao produto final remanescente das composições orientadas pelo comprimento das ondas na captura das imagens, colaborando na interpretação e na classificação das imagens compostas.
homogêneas das classificações, as quais serão definidas 2 (duas) concentrações:
1) Área Verde (áreas cobertas por vegetação densa ou com coberturas vegetais de floresta nativa);
2) Desflorestamento (quaisquer áreas sem cobertura vegetal ou com cobertura vegetal agrícola).
3.3 Localização do município nas cenas
A área urbana referenciada na órbita 226 e no ponto 068 dos satélites LANDSAT 5 e LANDSAT 8, está apresentada na Figura 6, onde o município de Sinop tem sua localização ressaltada nesta figura pela seta indicadora.
Figura 6 - Cenas de localização do município de Sinop-MT. Fonte: INPE (2014)
3.4 Sequência do processamento com o uso do
software Quantum Gis
Aquisição das imagens dos satélites LANDSAT 5 e LANDSAT 8 a partir do ano da obtenção que apresentam o cobrimento da área de limite urbano do município de Sinop-MT localizado nas cenas com orbita e ponto 226/68. As cenas obtidas pelos satélites quando de seu caminhamento pelo local do estudo estão apresentados na Tabela 4.
Tabela 4 – Data de aquisição das cenas pelo satélite
Orbita/Ponto 2001 2007 2014
226/68 29-06-2001 17-08-2007 16-05-2014
Fonte: USGS (2014)
Dado o foco do estudo, a escolha das composições de imagens das bandas 5, 4, 3 (Landsat 5) e 6, 4, 3 (Landsat 8) orientada pela falsa-cor RGB tiveram seu norteamento devido às propriedades que colaboram para identificação das características procuradas no estudo.
O curso de execução do estudo pela ferramenta de sistema de informação geográfica (SIG) se deu na seguinte ordem:
Realização das composições na falsa cor RGB por meio das imagens das bandas (5,4,3 e 6,4,3), e em seguida ocorreu a ortorretificação sem registro das imagens, e posteriormente realizado o recorte das imagens com o arquivo do perímetro delimitante da área urbana do município em estudo;
Na sequência, se realizou o treinamento de amostragem das áreas verdes de interesse sendo estas sequenciadas para as classificações automáticas supervisionadas pixel a pixel das imagens configuradas no QUANTUM GIS para o método da máxima verossimilhança, que avalia a variância e a covariância dos padrões dos treinamentos das áreas verdes da resposta
espectral no momento em que classifica um pixel desconhecido gerando a matriz de erro;
Para o resultado da classificação, se obteve 3 figuras das áreas classificadas, sendo cada figura, o informativo de cada ano analisado na classificação; Finalizou-se com a extração das áreas classificadas
das imagens referentes ao perímetro urbano do município.
Para uma visualização do processo deste estudo, a Figura 7 apresenta o fluxograma da sequência realizada no sensoriamento remoto.
Obtenção das imagens
NASA
Composição das imagens Data de aquisição
das cenas
Treinamento das áreas verdes de amostragem Classificação das
áreas verdes e de desmatamento Elaboração
de tabelas e mapas
Análise dos dados
Ortorretificação
Recorte da área do perímetro urbano
Figura 7 - Fluxograma da sequência do processo
4 Analise dos resultados
A confiabilidade do resultado das classificações pode ser observada na Tabela 5 onde é expressa a matriz de erro das classificações de áreas verdes e desflorestamentos das imagens manipuladas dos anos de 2001, 2007 e 2014. O resultado da acurácia das classificações, 1 (Área Verde) e 2 (Desflorestamento), nos anos apurados descrevem resultados de 99,99% na classificação de Área Verde, 96,63% na acurácia da classificação de Desflorestamento e de 98,66% no conteúdo geral para o ano de 2001. No ano de 2007 a matriz de erro das classificações, 1 (Área Verde) e 2 (Desflorestamento), descrevem a acurácia de 100% na classificação de Área Verde, 98,85% na classificação de Desflorestamento e de 99,18% no conteúdo geral. No ano de 2014 a acurácia das classificações, 1 (Área Verde) e 2 (Desflorestamento), descrevem resultados de 99,37% na classificação de Área Verde, 99,05% na classificação de Desflorestamento e de 99,17% no conteúdo geral.
Tabela 5 - Matriz de erro das classificações dos anos 2001,2007 e 2014
2001
ErrMatrixCode Reference Classification PixelSum
1 1 1 28106
2 1 2 1
3 2 1 622
4 2 2 17860
ERROR MATRIX > Reference
V Classification 1 2 Total
1 (Área Verde) 28106 622 28728
2
(Desflorestamento) 1 17860 17861
Total 28107 18482 46589
Overall accuracy [%] = 98.6627744747 Class 1 producer accuracy [%] =
99.9964421674 user accuracy [%] = 97.8348649401
Class 2 producer accuracy [%] =
96.6345633589 user accuracy [%] = 99.9944012093
2007
ErrMatrixCode Reference Classification PixelSum
1 1 1 8294
3 2 1 238
4 2 2 20502
ERROR MATRIX > Reference
V Classification 1 2 Total
1 (Área Verde) 8294 238 8532
2
(Desflorestamento) 0 20502 20502
Total 8294 20740 29034
Overall accuracy [%] = 99.1802714059 Class 1 producer accuracy [%] =
100.0 user accuracy [%] = 97.2105016409
Class 2 producer accuracy [%] =
98.8524590164 user accuracy [%] = 100.0
2014
ErrMatrixCode Reference Classification PixelSum
1 1 1 13294
2 1 2 84
3 2 1 200
4 2 2 20853
ERROR MATRIX > Reference
V Classification 1 2 Total
1 (Área Verde) 13294 200 13494
2
(Desflorestamento) 84 20853 20937
Total 13378 21053 34431
Overall accuracy [%] = 99.175161918 Class 1 producer accuracy [%] =
99.3721034534 user accuracy [%] = 98.5178597895
Class 2 producer accuracy [%] =
99.0500166247 user accuracy [%] = 99.5987963892
Assim, a matriz de erro originada pela classificação da imagem, é resultado do processamento do mapa apresentado pela Figura 8, onde é apresentado em quilômetros quadrados as Áreas Verdes e o Desflorestamento no perímetro urbano do município de Sinop-MT nos anos de 2001, 2007 e 2014.
Figura 8 - Mapa de classificação dos anos 2001, 2007 e 2014
A Tabela 6 apresenta o somatório de pixels, o percentual dos pixels das classificações e as áreas resultantes originadas pelas classificações de Área Verde e Desflorestamento nos anos de 2001,2007 e 2014.
Tabela 6 - Área das classificações dos anos 2001,2007 e 2014
Ano Class. PixelSum Percentagem % [Km2] Área
2001
1 (Área Verde) 198170 47,08 178,35
2 (Desflorestamento) 222726 52,92 200,45
Total 420.896 100,00 378,80
2007
1 (Área Verde) 76.378 18,15 68,74
2 (Desflorestamento) 344.518 81,85 310,07
Total 420.896 100,00 378,81
20 14 1 (Área Verde) 99871 23,73 89,88
2 (Desflorestamento) 321025 76,27 288,92
Total 420.896 100,00 378,80
Sobre a observação das áreas levantadas, o destaque da variação da classificação 1 (Área Verde) apresenta-se no período 2001-2007, no qual as áreas desta classificação apresentam uma redução de 178,35 km² no ano de 2001 para 68,74 km² no ano de 2007, onde sob a proporção inversa ocorre a elevação do desflorestamento.
A partir dos dados das áreas obtidas na classificação, a elaboração do gráfico é apresentada na Figura 9. Onde é descrito as curvas originadas ao longo dos períodos observados referentes as áreas verdes e o desflorestamento no perímetro urbano do município de Sinop-MT.
Figura 9 - Gráfico da Área Verde e Desflorestamento dos anos 2001,2007 e 2014
Agrupando os dados é possível observar na Tabela 7 uma queda no cobrimento do solo referente a área verde de 61,46% e um aumento de 54,68% de desflorestamento no período de entre 2001 a 2007. Este aumento no desflorestamento pode ter decorrido da influência no incentivo ao qual a população rural e mais a margem do perímetro urbano recebia para ocupação do solo em pequenas lavouras ou por implantação de novos loteamentos urbanos e/ou rurais.
Todavia, no período de 2007 a 2014 é possível observar uma redução no desflorestamento de 6,82% e um aumento de 30,76% na área verde dentro do perímetro urbano de Sinop-MT. Esta mudança de sentido em relação a curva observada no período anterior, pode ter sido motivada não apenas pelas fiscalizações nas zonas do perímetro urbano do município, mas também por meio de novas ações como conscientização à população por meio de cursos e instruções educacionais nas influencias diretas ocasionadas na qualidade de vida dos cidadãos quando estes sentem a ações de áreas desflorestadas.
Tabela 7 - Percentual de evolução das áreas nos períodos de 2001 a 2014
Período 2001-2007 2007-2014
Variação (Km²) Área Percentual (%) (Km²) Área Percentual (%)
Área Verde -109,61 -61,46% 21,14 30,76%
Desflorestame
Figura 10 - Mapa de evolução das áreas verdes e desflorestamento nos períodos de 2001 a 2007, e
2007 a 2014
5 Conclusões
Tendo o objetivo do trabalho identificar a dimensão do desflorestamento no perímetro urbano do município de Sinop-MT, nos anos de 2001, 2007 e 2014, com uso de imagens do Satélite Landsat 5 e Landsat 8, os dados mostraram que o período de maior desflorestamento ocorreu entre os anos 2001 a 2007, quando a variação do desflorestamento chega a 54,68% neste período.
Um motivador deste elevado percentual no desflorestamento de Sinop, pode ser devido ao resultado das políticas de ocupação com incentivo do governo federal nas décadas finais do século XX quando da implantação de várias superintendências federais, a fim de oportunizar a efetiva ocupação do território repercutindo até o final da primeira década do século XXI. Apesar de menos acentuado, no período de 2007 a 2014 observou-se a diminuição na área desflorestada em 6,82%, o que acaba por descrever o acréscimo na área verde dentro do perímetro urbano de Sinop-MT de 30,76%. Todavia, ainda com o valor expresso em percentagem ser maior que o apresentado no primeiro período do estudo, quando observado a dimensão em quilômetros quadrados (km²), este representa apenas 19,29% do aumento efetivo da área em área verde no perímetro urbano do município, o que se comparado com base no limite da área rural para desmatamento, esta área verde ocupada no perímetro descreve uma baixa taxa de ocupação. Esta mudança de amplitude em relação a curva observada no período anterior, pode resultar da motivação alcançada por meio social e administrativa da gestão, quando apresentado em planos de conscientizações por meio de instruções educacionais e/ou pelas fiscalizações nas zonas do perímetro urbano do município de Sinop-MT.
Outro fator motivador para o aumento da área verde no segundo período observado, pode ser decorrência da mudança do sensor entre os anos de 2007 a 2014, uma vez que a composição das imagens de cada ano se deu com bandas de comprimento de ondas distintas dos satélites Landsat 5 e Landsat 8.Assim, a urbanização do município por incentivo do recebimento da contribuição de atividades econômicas trouxe consequências como: a necessidade crescente de oferta de água à população urbana, identificadas no Quadro 2, onde se descreve a quantidade de poços artesianos, população atendida e capacidade de vazão para atendimento ao município. Ainda, é possível que o desflorestamento no município
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